中空纤维支载液膜萃取分离富集水中痕量污染物研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈明 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 刘景富 |
| 关键词 | 中空纤维支载液膜萃取 分离富集 汞和有机汞 五氯酚 孔雀石绿 结晶紫 双酚类物质 hollow fiber liquid phase microextraction separation and enrichment mercury and organic mercury pentachlorophenol malachite green crystal violet bisphenols |
| 其他题名 | Separation and Enrichment of Trace Pollutants in Waters by Hollow Fiber Supported Liquid Membrane Extraction |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 样品前处理是实际环境样品分析的关键步骤，直接的影响分析方法的灵敏度 和选择性。微萃取技术是90 年代的新兴样品前处理技术，主要有固相微萃取 (SPME)和液相微萃取(LPME)。中空纤维支载液膜萃取（HFSLM）是目前研究 得最多的液相微萃取技术。该技术以固体的中空纤维膜壁上的微孔作为有机溶剂 液膜支载体，以置于中空纤维内腔的缓冲溶液为受体（萃取富集相），样品（给 体）中的目标分析物被萃取进入液膜后再经反萃取捕集于受体，从而实现对目标 物的分离富集。由于可以根据不同的目标物选择不同的萃取液膜和受体，且可实 现很高的给体相与受体相的体积比，HFSLM 具有良好的选择性和很高的富集倍 数。另外，HFSLM 操作简便，成本低廉，可方便和液相色谱、气相色谱、原子 荧光等多种仪器联用，已被广泛的应用于环境、药物和食品分析等领域。本文基 于HFSLM 技术，发展了高效分离富集环境水体中痕量无机汞和有机汞、双酚类 物质、五氯酚、孔雀石绿和结晶紫及其代谢产物的方法，为这些污染物的分析测 定提供了有效的样品前处理技术。 汞是剧毒重金属环境污染物，水中的无机汞可以转化为毒性更强的有机汞。 因此，分析测定环境水体中汞和有机汞污染水平具有十分重要的意义。由于环境 水体中的汞和有机汞含量极低，在仪器测定前大多需要对样品进行分离富集等预 处理。本研究以溶解有8% (m/v)三辛基膦（TOPO）载体的正十一烷为液膜，100mM Na2S2SO3 为受体，建立了基于HFSLM 技术分离富集环境水样中的无机汞、甲基汞和乙基汞的方法。实验考察了液膜组成、受体浓度、给体pH 和盐度、振荡速度、萃取时间等因素对萃取富集效率的影响。在优化的条件下，对目标分析物的富集因子可以达到1182-3219 倍。将该萃取富集方法与高效液相色谱-原子荧光检测系统联用，对环境水样中的无机汞、甲基汞与乙基汞的检出限可以达到0.5-1 ng/L。 双酚类物质被广泛应用于高分子材料、农药、染料制备等行业，在生产使用 过程会释放到环境中。双酚类物质是一类典型的内分泌干扰物，对生态环境和人 体健康造成危害。因此，准确测定这些物质在环境中的含量具有重要意义。本研 究采用溶解了1%(m/v) TOPO的正十一烷作为有机液膜，0.3 M的氢氧化钠溶液为受体，建立了基于HFSLM技术萃取富集水中四甲基双酚A、四氯双酚A、四溴双酚A等三种双酚类物质的方法。实验考察了给体相pH、盐度、受体浓度、萃取时间和振荡速度等萃取富集条件的影响。在优化的条件下，对三种目标分析物的富集倍数为1370-1464。将本方法与高效液相色谱紫外检测法联用，对分析物的检出限为0.1-0.2μg/L，对实际水样的加标回收率在69%-127%之间，有较好的应用前景。 五氯酚由于其化学性质稳定、环境中存留时间长和毒性高已经被欧美国家禁 止使用，但在我国农业领域仍被作为除草、杀虫和杀菌剂，尤其是五氯酚钠在我 国南方一些血吸虫高发地区被广泛用于灭钉螺。因此，发展简便快速的分离富集 五氯酚方法，对于监控水环境中的五氯酚污染具有重要意义。本研究以二己基醚 作为有机液膜，碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液（0.5 M）为受体，基于HFSLM技术建立了一种以静态萃取方式分离富集环境水样中五氯酚的方法。实验考察了受体和给体pH、盐度和萃取时间等因素对萃取富集效率的影响，在优化的条件下，静态萃取1 h对目标分析物的富集倍数为115。本萃取方法无需外加动力，特别适合在野外现场进行样品前处理。将本萃取富集方法与高效液相色谱紫外检测法联用，对五氯酚的最低检测限为5 μg/L，对实际环境水样的加标回收率为74.4~116%，有较好的实际应用前景。 孔雀石绿和结晶紫属于三苯甲烷染料，由于它们本身及其代谢产物隐性孔雀 石绿和隐性结晶紫具有高毒性，发达国家禁止使用孔雀石绿和结晶紫，但它们在 我国的渔业生产中被作为杀菌剂使用。因此，发展简便快速的分离富集孔雀石绿、结晶紫、隐性孔雀石绿和隐性结晶紫方法，对于监控水环境中的这些污染物具有重要意义。本研究基于中空纤维液相微萃取技术建立了分离富集环境水样中孔雀石绿、结晶紫、隐性孔雀石绿和隐性结晶紫的方法。其中，孔雀石绿和结晶紫阳离子通过HFSLM富集，它们首先与磷酸二异辛基酯 (D2EHPA，溶解在支载于中空纤维膜壁上的正十一烷有机液膜中)载体结合萃取到液膜中，再与置于中空纤维内腔的醋酸溶液（0.2 M）受体中的H+交换而富集于受体内。隐性孔雀石绿和隐性结晶紫以二相液相微萃取富集，即以中性分子萃取到支载在中空纤维膜上的正十一烷有机液膜中。萃取完成后，以甲醇超声解吸后进样高效液相色谱-紫外/荧光检测。实验考察了液膜组成、受体种类、给体pH和盐度、振荡速度等因素对萃取富集效率的影响，在优化的条件下对目标分析物的富集倍数为326-884。将本萃取富集方法与高效液相色谱-紫外/荧光检测法联用，对四种目标物的最低检测限为0.25-2.5μg/L，有较好的潜在应用前景。 |
| 公开日期 | 2014-07-24 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7599]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈明. 中空纤维支载液膜萃取分离富集水中痕量污染物研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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